0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 % H u me d ad ( vo l/ vo l) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 % H u me d ad ( vo l/ vo l)
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Por otra parte, en el Machorro puede apreciarse que los valores de precipitación acumulada más altos entre muestreos (Tabla 17) ocurridos tras los meses lluviosos de febrero y abril (120 y 135 mm de precipitación) se corresponden con las medias más altas de humedad tanto generales, en torno al 24% frente a la media del total del estudio del 21%, como entre tipos de geoformas generadas (Divisorias/Laderas sin vaguadas, Vaguadas y Canal Principal), constando además una mayor humedad en el Canal Principal y las Vaguadas que en las Divisorias y formas de ladera sin vaguadas (Figura 23).
Tabla 17: Datos de precipitación acumulada e intensidad máxima de precipitación entre muestreos en cantera el Machorro Lluvia (mm) Intensidad Máxima (mm) Nº Eventos Humedad Media
Vaguadas Laderas Canal Principal Muestreo 21.2 7.8 11 17.01 18.04 15.44 17.87 3 de Octubre 73.4 23.4 24 21.68 22.74 20.68 20.17 8 de Noviembre 13 3.4 16 16.40 17.51 15.06 17.15 29 de Diciembre 133.6 41 26 22.87 24.82 20.57 23.76 31 de Enero 119.8 28.6 17 24.40 25.65 21.72 25.94 26 de Febrero 50.8 16.8 22 19.62 20.58 17.82 21.99 3 de Abril 135.6 34 15 21.71 22.39 19.90 23.49 3 de Mayo 70 11.8 11 24.99 26.03 22.93 26.68 24 de Mayo
Figura 23. Medias de humedad en cantera el Machorro durante el tiempo de estudio (Eje Principal) frente a precipitación acumulada y evento de intensidad máxima entre muestreos (Eje Secundario)
Mientras, en Aurora (Tabla 18) los datos de Canal Principal no se incluyen en el análisis y la importante sequía de final del año 2015 y principios de 2016 con lluvias poco
0 20 40 60 80 100 120 140 160 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 3 de Octubre 8 de Noviembre 29 de Diciembre 31 de Enero 26 de Febrero 3 de Abril 3 de Mayo 24 de Mayo Prec ip ita ción (m m ) % H u m ed ad (v o l/v o l)
Humedad Media Vaguadas Laderas
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superiores a los 0 mm es apreciable en los bajos valores de la humedad del sustrato en los muestreos de principios de enero y de febrero en todas las unidades con valores de humedad de un 15%, observándose igualmente el hecho de que el mes lluvioso de abril tras la sequía presente con clara diferencia los valores de humedad más altos en el sustrato con valores medios de en torno al 30% de agua en volumen frente a los valores medios del resto de muestreos del estudio que bordean el 17%. (Figura 24).
Tabla 18: Datos de precipitación acumulada e intensidad máxima de precipitación entre muestreos en cantera Aurora Lluvia (mm) Intensidad Máxima (mm) Nº Eventos Humedad Media
Vaguadas Laderas Muestreo
20.2 19.2 2 19.42 19.64 19.25 14 de Julio 46.8 38.4 6 21.49 21.02 21.72 4 de Agosto 7.4 5 2 20.34 18.88 21.07 28 de Agosto 42.8 18.4 7 22.11 19.93 23.19 16 de Septiembre 11.4 7 6 14.45 14.99 14.18 14 de Octubre 63.6 55.4 5 18.87 18.42 19.12 15 de Noviembre 4.6 3.8 2 14.87 14.94 14.84 7 de Enero 2 1 4 13.79 12.98 14.19 7 de Febrero 21.4 14 6 13.94 13.27 14.27 6 de Marzo 52.2 10.4 7 30.97 27.33 32.79 7 de Abril
Figura 24. Medias de humedad en cantera Aurora durante el tiempo de estudio (Eje Principal) frente a precipitación acumulada y evento de intensidad máxima entre muestreos (Eje Secundario)
0 10 20 30 40 50 60 70 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 Prec ip ita ción (m m ) % H u m ed ad (v o l/v o l)
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DISCUSIÓN
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4.- DISCUSIÓN
4.1.- Contenido de humedad 4.1.1.- Cantera Aurora
Los resultados señalan la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre los dos sustratos analizados. El sustrato con estéril arcilloso presenta contenidos de humedad menores, con mayor tendencia a permitir que el agua fluya antes de poder infiltrarse en un efecto favorecido además en las zonas de solana por el aumento de la evaporación. Siguiendo el dato anterior, las unidades pertenecientes al tipo de sustrato de estéril arcilloso (L3DA, L3LS, L3VS) presentan diferencias estadísticamente significativas respecto a las unidades con coluvión (L3DC, L3VU) en lo referente al contenido de humedad medido en los primeros 20 cm presentándose en éstas un porcentaje de humedad mayor. Es conocido el comportamiento hídrico de los sustratos con una cierta pedregosidad como el coluvión para, una vez infiltrada el agua, evitar las pérdidas por evaporación conservando la humedad. De hecho, es recomendable su utilización como sustrato en la restauración de canteras en climas con déficit hídrico ya que, por un lado la pedregosidad favorece la infiltración de la escorrentía superficial y por otro, reduce la pérdida de agua por evaporación y tiene un efecto protector frente a la erosión. Su escasez en materia orgánica puede compensarse, pues ésta puede incorporarse mediante la revegetación.
El caso particular de la Ladera de Umbría (L3LU), de sustrato con estéril arcilloso pero con porcentaje de humedad elevado, puede deberse a que recibe la escorrentía que discurre en la unidad inmediatamente superior, Divisoria Arcillosa (L3DA), en su camino al Canal Principal lo que favorece en su caso una mayor concentración de agua, circunstancia incrementada por la condición de umbría casi permanente que experimenta. Se trata de una característica estudiada por otros autores (Nicolau et al., 2013) en restauración convencional, la importancia de la entrada de agua exógena a los taludes desde las cabeceras, que se ve amplificada cuanto mayor es el ancho de estas cabeceras (en restauración convencional en forma de bermas o cunetas) provocando un aumento de la humedad en el relieve inferior. Las diferencias concretas entre pares de unidades pueden consultarse en la Tabla 11 y 12 del apartado Anejos.
Por último, el análisis de la Tabla 8 del apartado Resultados permite comprobar cómo los valores de la señal del TDR en el Canal Principal son muy superiores a los obtenidos en
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el resto de geoformas. Como era previsible, la humedad se concentra en los canales incrementándose aguas abajo. Ello tiene consecuencias importantes de cara a la revegetación, pues la mayor disponibilidad de agua en los canales puede permitir la implantación de especies con un cierto carácter freatófito. Esta implantación debería realizarse en los bordes de los canales y no en sus fondos, para evitar la intensa erosión, mayor aún en este ambiente proclive a eventos de torrencialidad permitiendo que las raíces puedan aprovechar la humedad del cauce sin sufrir el efecto nocivo de la erosión en los fondos. Este resultado, no definitivo a nivel de valores reales de humedad en el sustrato resulta en una estimación coherente con el tipo de geomorfología diseñada, pues los datos del TDR, y en consecuencia el porcentaje de humedad en el suelo, en el Canal Principal deben ser mayores a los presentes en otras formas de relieve.
Del análisis de los resultados puede concluirse que en el área estudiada, el factor sustrato, responsable de la infiltración inicial resulta determinante en el porcentaje de humedad en los primeros 20 cm pues debido al carácter superficial ligeramente impermeable del sustrato estéril arcilloso, en sus unidades ambientales el agua discurre por la superficie con limitaciones para infiltrarse, mientras que en las unidades de sustrato con coluvión de cierta pedregosidad, esta primera infiltración está facilitada, circunstancia que se refuerza por la capacidad del coluvión de mantener el agua una vez se ha infiltrado reduciendo la evaporación. Puede añadirse además, que en el caso de la cantera Aurora las geoformas de vaguada no presentan contenidos de humedad mayores a las geoformas de divisoria y ladera en general debido a esta primera dificultad para la infiltración del agua en el suelo y al hecho de que el espacio de estudio es de pequeño tamaño y las formas de ladera/divisoria y vaguada no son especialmente pronunciadas manteniéndose el tipo de geoforma en un plano secundario en importancia frente al tipo de sustrato. En todo caso, las geoformas facilitan la llegada del agua de escorrentía al Canal Principal evitando la formación de regueros de calibre importante.
De igual modo, el análisis de las precipitaciones acumuladas y los eventos de intensidad máxima muestran el carácter ligeramente torrencial de las lluvias de la zona de estudio con épocas de marcada sequía estacional y pocos episodios de lluvia cada mes pero momentos puntuales de intensidad lo que es responsable del contraste entre los valores en el Canal Principal y el resto de geoformas. Este conjunto de circunstancias conlleva que, a la hora de plantear las labores de revegetación, el agua deba valorarse como un
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factor limitante a considerar junto al tipo de sustrato y las geoformas planificando riegos de apoyo en épocas de sequía.
4.1.2.- Cantera el Machorro
Los resultados del test ANOVA (Tabla 15 del apartado Resultados) demuestran la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre los dos tipos de sustrato, tierra vegetal de carácter arcilloso y estéril arenoso, reconocidos en la cantera el Machorro que se corresponden con las cuencas asociadas al Canal Principal y Canal Secundario respectivamente. Puede apreciarse como la Cuenca Principal de un carácter arcilloso presenta un porcentaje de humedad en los primeros 20 cm mayor a la Cuenca Secundaria arenosa. Es bien sabido que la capacidad de retención de agua de los sustratos con granulometrías gruesas –arenosas- es reducida.
El análisis entre parejas de unidades muestra que las diferencias estadísticamente significativas se dan de forma esporádica entre ciertas vaguadas y laderas sin responder a un patrón concreto que permita agruparlas en su pertenencia a un tipo de sustrato o su orientación, no obstante, como conjunto se da una mayor humedad en las vaguadas frente a las laderas. Se da en el contexto general de la explotación una distribución espacial bastante homogénea de la humedad. Siguiendo este razonamiento, la Tabla 12 en apartado Resultados mostraba que no existen diferencias estadísticamente significativas entre las unidades orientadas al este y las del oeste. Como ya se citó, en el caso de la Cuenca Principal, todas las unidades se encuentran sobre sustrato con tierra vegetal de carácter arcilloso, sin embargo, las orientadas al este se sitúan en una zona de la cantera sobre la que se distribuyó una enmienda orgánica superficial, que podría afectar a las posibilidades de germinación y favorecer la cobertura vegetal variando la cantidad de agua presente en el sustrato. Los datos de la Tabla 13 del apartado Resultados muestran que, si bien el valor resultado del análisis se encuentra bordeando el límite de la significación, no existen diferencias estadísticamente significativas entre las unidades orientadas al este (con enmienda orgánica) y las orientadas al oeste (sin enmienda orgánica) pertenecientes a la Cuenca Principal de sustrato con tierra vegetal , por lo que la enmienda orgánica no viene afectando a la capacidad de infiltración del agua en el sustrato, debido a que durante el tiempo de estudio la siembra y plantación realizadas han tenido una efectividad de germinación pareja en ambas zonas (con y sin enmienda orgánica) y la cobertura vegetal es similar en ambos espacios, siendo la infiltración similar en uno y otro.
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Del análisis de los resultados puede concluirse que en el área estudiada, el factor sustrato tiene una importancia relevante en el contenido de humedad en los primeros 20 cm, permitiendo a las unidades de la Cuenca Principal situadas sobre un sustrato con tierra vegetal de granulometría arcillosa mantener un porcentaje de humedad mayor. Asimismo, pese a que a diferencia de la cantera Aurora donde las limitaciones de espacio no permiten la definición total de las geoformas, en el Machorro las formas de relieve generadas son muy pronunciadas, las diferencias entre las distintas geoformas no presenta un patrón en cuanto a los contrastes entre vaguadas y divisorias, si bien las vaguadas presentan como conjunto mayor humedad que las divisorias, siendo el tipo de sustrato el factor preponderante, dándose en todo caso el hecho de que los puntos más altos de muestreo (los más cercanos a la cabecera de la ladera) muestran valores de humedad menores a los encontrados en los puntos bajos a favor de la pendiente y en los canales, ejemplo de la capacidad de GeoFluvTM para reproducir relieves naturales donde el agua discurra (ya sea en superficie o tras infiltración) hacia los fondos. Del mismo modo, el análisis de las precipitaciones durante el tiempo de estudio permite constatar el carácter más o menos firme de las lluvias durante el año que posibilita una distribución homogénea del agua por toda la superficie del sustrato evitándose episodios torrenciales como los observados en Aurora al tiempo que el tamaño de las laderas concede mayor oferta de espacio para la infiltración del agua antes de llegar a los canales principales sin que se produzca gran escorrentía que genere redes de regueros, por lo que la disponibilidad de agua deja ser un factor limitante a la hora de plantear una revegetación. En el caso de el Machorro, los períodos de primavera y otoño disponen de la cantidad de agua necesaria para el establecimiento de la comunidad vegetal, si bien el frío de invierno impide el desarrollo durante esta parte del año por lo que quizá la época de primavera resulta óptima para las acciones de siembra y plantación permitiendo a las plantas el suficiente crecimiento y desarrollo radicular como para aguantar las bajas temperaturas invernales.
4.2.- El modelado GeoFluvTM en relación al modelado topográfico convencional
En los procedimientos de restauración minera convencional, las morfologías talud-berma, especialmente en climas secos, acaban siendo fallidas a causa de la acción erosiva de la escorrentía que limita el desarrollo del suelo y la vegetación. Bajo esta perspectiva, la restauración ha de basarse en la integración de tres componentes básicos: la construcción de un relieve estable, el desarrollo de un suelo funcional y el establecimiento de comunidades vegetales (Nicolau, 2003). Una forma eficiente de llevar
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a cabo esta metodología consiste en la restitución de un ecosistema en el que se mantenga la escorrentía controlada.
La interacción de la escorrentía superficial en restauración convencional como proceso hidrológico ha venido estudiándose en zonas como el Moral (Utrillas, Teruel) gracias a un conjunto de laderas de características similares diferenciadas exclusivamente en el volumen de escorrentía generado en su cabecera causa del funcionamiento de las cunetas y bermas de su parte superior (Nicolau et al., 2013). Sobre estas laderas se identificaban tres tipos de trayectorias de evolución eco-hidrológica: a) laderas con densas redes de regueros en las que la sucesión ecológica se encuentra bloqueada; b) laderas con regueros discontinuos y zonas inter-regueros donde se han desarrollado comunidades vegetales herbáceas en manchas discontinuas; c) laderas sin geoformas asociadas a procesos de erosión en las que se produce el establecimiento de matorrales facilitadores que favorecen el establecimiento y la sucesión. Moreno-de las Heras (2009) señalaba cómo en las condiciones de el Moral, unos niveles superiores al 50% de cobertura vegetal y tasas de erosión en regueros inferiores a 5 T/ha·año conducirían a una cubierta vegetal continua a partir de una primera matorralización. En base a esto, las morfologías provocadas por el control incorrecto de la escorrentía que genera redes de regueros en restauraciones convencionales, especialmente cuando las cunetas y bermas superiores son de gran tamaño, contribuyen a evacuar el agua de las laderas, a distribuir la humedad de forma ineficiente y dificultan el establecimiento de la comunidad vegetal en un proceso que se retroalimenta resultado de la acumulación del agua en los regueros donde las posibilidades de crecimiento son escasas y su salida de la ladera que provoca aridez en el terreno.
En el caso de las canteras analizadas, la cobertura vegetal durante el tiempo de estudio era todavía escasa al haberse finalizado recientemente las tareas de restauración geomorfológica, por lo que en condiciones similares a las de una restauración convencional, el riesgo del avance de la erosión y la generación de redes de regueros e incluso cárcavas es alto. Bajo esta perspectiva, el método GeoFluvTM, si bien las características de las canteras analizadas difieren en cuanto a clima y tipos de sustrato a las de los estudios mencionados, ha proporcionado un relieve en el que la humedad en el suelo se reparte de una forma más homogénea a lo visto mediante la metodología convencional, especialmente en el caso de el Machorro aunque la cobertura vegetal no sea mayor al 30%. Se evita de este modo la pérdida de agua asociada a la metodología
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talud-berma donde la disponibilidad de agua es muy diferente en la cabecera de las laderas y en los pies de las mismas.
Las formas de relieve generadas permiten que el tipo de sustrato se manifieste como el factor fundamental que condiciona el recurso de agua facilitando los primeros estadíos de la sucesión ecológica al tiempo que la morfología evita que se formen amplias redes de regueros. Puede observarse que en los momentos de mayor precipitación acumulada entre muestreos, el agua fluye hacia los canales principales en un efecto más notable en Aurora que en el Machorro sin generarse formas erosivas reseñables.
En las canteras analizadas, la homogeneidad es patente siendo además las diferencias entre geoformas de vaguada/ladera/divisoria, que actúan como zonas de transición del agua hacia los canales principales, frente a los canales menores en el Machorro. La explicación reside en que en la cantera Aurora, la infiltración tras lluvia es relativamente pequeña en comparación con la escorrentía y el Canal Principal recoge mayor volumen de agua que en el Machorro, donde probablemente una buena parte del agua de lluvia caída se infiltra antes de llegar a estos canales. Igualmente, debe considerarse que la distancia de las laderas a los canales principales es mayor en el Machorro maximizando el tiempo para la infiltración. Asimismo, la influencia del clima permite que nos encontremos con un ambiente en Aurora más proclive a episodios torrenciales en momentos concretos del año y poca precipitación durante el resto del tiempo que favorece estas diferencias, mientras que en el Machorro el clima mediterráneo-continental viene asociado a un régimen de lluvias firme durante el año.
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CONCLUSIONES
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5.- CONCLUSIONES
En base a los resultados obtenidos durante este Trabajo Fin de Master en las canteras el Machorro y Aurora, puede concluirse que:
GeoFluvTM ha demostrado ser una metodología eficiente a la hora de distribuir el agua de manera uniforme por la superficie diseñada, permitiendo su circulación desde formas de ladera en vaguada o divisoria a formas de canal evitando la generación de redes de regueros.
Las geomorfologías diseñadas han permitido reducir el impacto de las pendientes en la pérdida de agua en las laderas permitiendo que el factor sustrato sea determinante en la capacidad de infiltración del agua en el suelo por su granulometría, presentándose en el Machorro sustratos arcillosos con porcentajes de humedad mayores a los arenosos y afectando al mantenimiento de la humedad en Aurora en el caso del sustrato con coluvión.
En ambos casos, el tipo de sustrato ha resultado más determinante que la distinción de geoformas de divisoria y vaguada en el contenido de humedad, si bien los canales principales muestran en todo caso contenidos de humedad mayores a ambas zonas de transición.
El régimen de precipitaciones es fundamental a la hora de entender las diferencias entre los valores de ladera y canal en ambas canteras. El régimen de lluvias de el Machorro de menor intensidad y más constante durante el año permite una distribución homogénea del agua por la superficie, mientras el régimen de Aurora propenso a eventos torrenciales y episodios prolongados de sequía genera gran cantidad de escorrentía hacia los canales en momentos puntuales.
A la hora de plantear la revegetación, la disponibilidad de agua en Aurora resultaría en un factor limitante a considerar junto al tipo de sustrato mientras que en el Machorro esta circunstancia no es un problema, si bien deben tenerse en cuenta las bajas temperaturas invernales.
El procedimiento de calibración del TDR en los diferentes sustratos estudiados permitirá facilitar la realización del seguimiento del contenido de humedad en el suelo en Aurora y el Machorro en años venideros.
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6.- BIBLIOGRAFÍA
BALAGUER, L., ESCUDERO, A., MARTÍN DUQUE, J.F., MOLA, I., ARONSON, J., 2014. The historical reference in restoration ecology: Re-defining a conrnerstone concept. Biological conservation 176, 12-20
BODOQUE, J.M., LUCÍA, A., BALLESTERO, J.A., MARTÍN DUQUE, J.F., RUBIALES, JM., GENOVA, M., 2011. Measuring médium-term sheet erosion in gullies from tres: A case study using dendrogeomorphological analysis of exposed pine roots in central Iberia. Geomorphology 134, 417-425